高考计算题 [评2009年高考卷中两道过量计算题]
时间：2019-02-05 03:30:27 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
文章编号:1005-6629(2010)07-0078-02 中图分类号:G632.479 文献标识码:B 如果说哲学是望远镜,它使人看的远,使人把握前进的方向;那么数学就是显微镜,它使人看的近,使人精确地认识事物的本质。哲学的淡出意味着化学学科的诞生,而数学的渗入则意味着化学学科的成熟。高中化学既有定性描述和判断更有理论解释与定量计算,因此,以物质的量为核心的化学计算是学习化学的有力武器,物质结构、化学平衡、盐类水解、沉淀溶解平衡等化学基本理论无不以化学计算为基础。
进入新世纪,特别是2006年高考后,独立的计算大题已经鲜见。但是对化学计算的考查从未停止,只是成功转型变脸而已。化学计算重在考查对化学概念和理论的理解和掌握,重在考查解题的思想方法,重在锤炼思维能力。这是伴随新一轮课程改革而引起的高考改革的必然结果。惟其如此,定量和定性相结合的化学计算显得尤为重要。
那么,怎样在高考试题中考查化学计算能力呢?2009年上海和北京高考化学卷中的两道过量计算题给了我们很多的启示。
[例1](2009上海卷第22题)实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后,所得固体中含金属单质为18 g,则该氧化物粉末可能是
A. Fe2O3和MnO2B. MnO2和V2O5
C. Cr2O3和V2O5D. Fe3O4和FeO
[点评]这道题好!好在它朴实,知识背景就是教学重点,计算中蕴含化学知识;好在它开阔,解题方法多样,计算中包含守恒、极值、平均值等思想;好在它深刻,平实中见起伏,计算之后隐含着过量讨论思想。一道层层递进考查能力的好题!真乃大上海之风范!这种题就是计算题的题根!以一当十、以一当百!
[例2](2009北京卷第28题改编)工业制硫酸时,吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。为测定该铵盐中氮元素的质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到50.00 mL相同浓度的NaOH溶液中,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解),该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量。
部分测定结果:
铵盐质量为10.00 g和20.00 g时,浓硫酸增加的质量相同;铵盐质量为30.00 g时,浓硫酸增加的质量为0.68 g;铵盐质量为40.00 g时,浓硫酸的质量不变。
计算:该铵盐中氮元素的质量分数是_____%;若铵盐质量为l5.00 g,浓硫酸增加的质量为___。(计算结果保留两位小数)
[解析]这是2009年北京高考题最后一题的最后一问,是绝对的压轴计算题。被称是有20世纪90年代味道的复古型超难试题!不仅在考场上难倒了众多学子,据说在考场下同样难倒了许多教师,说实话,笔者解此题也颇费周折。其实,破解此题的诀窍就是过量讨论!与例1有异曲同工之处,只是更复杂些,需要清醒的头脑进行严密的逻辑推理。SO2被过量氨水吸收,SO2+2NH3・H2O=(NH4)2SO3;浓硫酸与亚硫酸铵反应: (NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O,或(NH4)2SO3+2H2SO4=2NH4HSO4+SO2↑+H2O。一说铵盐首先想到硫酸铵,实际上吸收气体时往往酸过量得到酸式盐!当然解题不能想当然,理科一定要讲理的!10 g铵盐产生的氨气(使浓硫酸增重)与20 g铵盐产生的气体相同,说明一定有NH4HSO4,只有H+增多消耗NaOH,才会出现这种反常的矛盾现象!H+的酸性强于NH4+(水解呈酸性)与OH-反应的顺序是:H+>NH4+。30 g铵盐产生0.68 g NH3是一个非常有用的数据!因为此时NaOH已经不足,后面说到40 g铵盐时浓硫酸的质量不变,是强调、是补充、是印证。但受思维定势影响,将铵盐加到NaOH中,易错判成铵盐不足,NaOH过量。10 g铵盐时NaOH是过量的,因为从变化趋势看,产生的NH3一定经历了先增多后减少的过程,到20 g铵盐时才可能与10 g铵盐时产生的气体相同。因此,20 g、30 g、40 g铵盐时NaOH都不足。
解法1:设50.00 mL NaOH的物质的量为amol,10克铵盐中有x mol的 (NH4)2SO4 和y mol的NH4HSO4。 则132x+115y=10 ①; 此时铵盐不足由N元素守恒知, n(NH3)/mol=2x+y; 20 g铵盐有2 x mol (NH4)2SO4, 2 y mol的NH4HSO4, 此时铵盐过量,氢氧化钠先和(H+)酸式根反应, 消耗OH-为2y, 剩余的OH-再与NH4+反应产生NH3, 则n(NH3)/mol=a-2y。显然 2x+y = a-2y,整理得:2x+3y=a②;30 g铵盐时有3x mol (NH4)2SO4,3y mol 的 NH4HSO4,同理 ,
[答案]14.56; 2.31 g
[点评]这道题难!难在它将铵盐混合物深深隐藏;难在它将过量层层包装、即使判断出存在过量,也难以知道谁过量(表面看NaOH过量);难在选量计算费周折、难在数据计算不简单;难在众多学子瞠目结舌、难在老师也没辙!难在北京考试院《试题汇编》无详解、《十年高考解析》也忽略!
这两道试题同样是考化学计算,同样是将考查重点放在了过量计算上。笔者作为一名教学一线的普通老师不敢妄言,但上海题的“好”、北京题的“难”应是恰如其分的。
毋庸讳言,高考中的计算题自然成为了人们对待化学计算的晴雨表和指挥棒。从20世纪90年代化学计算的偏难、偏怪,到近年来对化学计算的淡化和忽视,笔者以为都不可取。我们欢迎源于化学知识、服务化学应用的化学计算;我们期待摒弃偏、难、怪的化学计算;我们渴望路子正、思维活、情境新的化学计算。我们呼唤,化学计算回归你的朴素容颜!
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